一種煤礦用純水液壓支架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種液壓支護裝置，具體而言，涉及一種煤礦用純水液壓支架。
【背景技術(shù)】
[0002]以前，在國內(nèi)外煤礦生產(chǎn)中，基本上采用木支柱、木頂梁或金屬摩擦支柱鉸接頂梁來支護頂板。自從1954年英國首次研制出液壓支架，由于液壓支架可以減少礦井坍塌事件的發(fā)生，極大地提高了煤礦作業(yè)的安全性，液壓支架開始廣泛應(yīng)用于煤礦工作面中，同時隨著機械代替人工的逐步推進，液壓支架也是綜合機械化采煤方法中最重要的設(shè)備之一。
[0003]目前全國煤礦共用8000多個礦井，近2萬多個工作面，年產(chǎn)量為35億噸煤，采煤成套裝備及配件消耗年采購量近千億，從全世界層面來看，綜采設(shè)備使用動力介質(zhì)均為乳化液，乳化液的混合物為95% -98%中性水+3% -5%乳化油組成，乳化油的比例為一個波動，由于綜合機械化采煤裝備沒有成套設(shè)備，基本都是從各個廠家進行采購，沒有形成統(tǒng)一的標準化，導(dǎo)致各個設(shè)備之間乳化油的比例難以達到一致，從而導(dǎo)致乳化油的浪費，同時降低了機械設(shè)備工作效率。
[0004]因為設(shè)備的參差不齊，導(dǎo)致乳化液濃度控制不好，乳化油有一個3% -5%波動，國內(nèi)每年消耗12萬噸乳化油，形成年300-400萬噸，過往10年差不多已經(jīng)有已有約4000萬噸乳化液全部排放至煤礦井下，造成非常嚴重的、永久性的、大面積的水體污染，甚至部分礦井水源地都已遭到嚴重破壞，涉及全國16個省份，尤其是山西、陜西、內(nèi)蒙古、河南、山東、安徽和新疆等產(chǎn)煤大省，污染損失不可估量，成為世界煤礦難題。
[0005]同時因乳化液精度和污染度管理不善導(dǎo)致大量支架油缸和閥銹蝕嚴重，年報廢金額約五十億。乳化液質(zhì)量問題造成的系統(tǒng)銹蝕主要表現(xiàn)形式為:孔(點)蝕，氣蝕，磨損腐蝕，細菌腐蝕，電偶腐蝕，晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕破裂。此外綜采裝備由多家離散拼湊而成(多家配套)，配套性差，質(zhì)量參差不齊，自動化程度低，導(dǎo)致故障頻發(fā)，勞動強度大，操作人員過多，安全性差。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中由于系統(tǒng)集成度不高，以及乳化油的使用，導(dǎo)致設(shè)備生產(chǎn)效率低下，而且嚴重污染了水體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]純水環(huán)保智能型聯(lián)合采煤機組G-CCMU，實現(xiàn)采煤設(shè)備的高度集成化以及系統(tǒng)化，以提高生產(chǎn)效率以及機組的配套性，同時智能型聯(lián)合采煤機組G-CCMU采用純水動力介質(zhì)，實現(xiàn)了采煤設(shè)備的智能環(huán)保。
[0008]具體的，成套設(shè)備純水基環(huán)保智能型聯(lián)合采煤機組G-CCMU，包括:采煤系統(tǒng)，運煤系統(tǒng)，支護系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，純水動力系統(tǒng)，中央監(jiān)控系統(tǒng)。
[0009]采煤系統(tǒng)，主要指是指在礦井生產(chǎn)過程中工作面上煤層采集相關(guān)的系統(tǒng)，主要工序有割煤和裝煤，割煤的方式有單向割煤以及雙向割煤:單向割煤，采煤機上行割煤，下行清理浮煤，推一個截深，適用于煤層厚度略大于滾筒直徑而且煤質(zhì)堅韌的條件；雙向割煤有兩種方式，一種是往返一刀，當(dāng)煤層較厚時，采煤機上行貼頂板截割，下行時貼地板截割并清理浮煤，這個時候采煤機的往返兩個行程都截割采煤，但工作面只推進一個截深；另一種是往返兩刀，煤層厚度接近滾筒直徑，而且煤層不粘頂板，即可實現(xiàn)雙向采煤，這樣往返行程各推進煤壁一個截深。本申請的采煤機可有多種采煤方式，根據(jù)工作面的需要配備相應(yīng)的割煤方式的采煤機。
[0010]運煤系統(tǒng)，主要是將割煤機割取然后收集到的煤塊運送出礦井的煤塊運輸系統(tǒng)，其主要組成部分為運輸機，運輸機包括傳動裝置、刮板鏈、溜槽、保護裝置、緊鏈裝置、推移
目.0
[0011]支護系統(tǒng)，支護系統(tǒng)主要起到工作面支撐的作用，可有效防止工作面坍塌，支護系統(tǒng)主要包括的是液壓支架，液壓支架是以高壓液體為動力，由若干液壓元件(油缸和閥件)與一些金屬結(jié)構(gòu)件按一定連接方式組合而成的一種支撐和控制頂板的采煤工作面設(shè)備，液壓支架是用來有效而可靠的支撐和控制工作面頂板，同時還能前移和推進工作面輸送機，與割煤機、輸送機配套使用，液壓支架具有結(jié)構(gòu)強度高、支護性能好、移架速度快、安全可靠等優(yōu)點，能使采煤工作面達到高產(chǎn)量、高功效和高回采率，減輕勞動強度，降低成本和掘進率，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。
[0012]液壓支架是依靠高壓液體、立柱和相應(yīng)的動力千斤頂可實現(xiàn)升架、降架、推溜、移架四個基本動作:升架將操作閥置于“升架”位置，由栗站經(jīng)壓力膠管輸送來的高壓液體通過液控單向閥進入立柱下腔；立柱上腔的液體通過操縱閥流至回液管，于是立柱向外伸出支架升起；推溜，在支架處于支撐的狀態(tài)下，將操縱閥置于“推溜”位置，高壓液體經(jīng)操縱閥進入推移千斤頂?shù)淖笄唬黄溆仪灰后w經(jīng)操縱閥流至回液管。此時，推移千斤頂活塞桿伸出，將工作面輸送機推向煤壁。推移距離一般為采煤機的一個截深；降架將操縱閥打到“降架”位置，高壓液體經(jīng)操縱閥流入立柱的上腔，并同時打開液控單向閥；立柱下腔的液體經(jīng)液控單向閥、操縱閥后流至回液管，于是立柱回縮，支架高度降低；移架，在支架卸載(降架)或部分卸載后，將操縱閥打到“移架”位置，高壓液體進入推移千斤頂右腔；千斤頂左腔低壓液體流回回液管路，此時千斤頂缸體帶動支架右移。一般其移動的距離與推溜的距離相等。
[0013]供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)主要指為采煤機組提供電力的系統(tǒng)，包括從地面提供的的電力以及應(yīng)急用的發(fā)電設(shè)備，從而實現(xiàn)對采煤機組不間斷的電力供應(yīng)。
[0014]純水動力系統(tǒng)，指的是為采煤機組提供所需的純水，特別的純水動力系統(tǒng)包括超純水制備裝置，從而得到可以作為動力介質(zhì)使用的純水，對于得到的純水還進行去離子化。
[0015]中央監(jiān)控系統(tǒng)，對采煤機組進行集中監(jiān)控，實現(xiàn)系統(tǒng)集成以及機組的智能化。綜采中央監(jiān)控系統(tǒng)以順槽監(jiān)控中心為核心，通過通信網(wǎng)絡(luò)將采煤機、支架電液控制系統(tǒng)、刮板機控制系統(tǒng)、栗站控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音閉鎖系統(tǒng)等子系統(tǒng)有機結(jié)合在一起，協(xié)調(diào)各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳遞，實現(xiàn)在順槽監(jiān)控中心或地面調(diào)度指揮中心對綜采工作面設(shè)備的遠程監(jiān)控以及各種數(shù)據(jù)的實時顯示，并根據(jù)采煤工藝實現(xiàn)三機聯(lián)動，實現(xiàn)工作面少人化、設(shè)備及人身安全保護、故障診斷及聲光報警等功能。
[0016]順槽監(jiān)控中心:實現(xiàn)對工作面及順槽設(shè)備實時狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)警及定位；對刮板機、轉(zhuǎn)載機、破碎機等設(shè)備的集中控制、保護。
[0017]電液控制系統(tǒng):實現(xiàn)手操鄰架控制、工作面遙控控制，另結(jié)合順槽監(jiān)控中心及采煤機實現(xiàn)遠程可視控制、自動跟機移架、自動噴霧。采煤機實時數(shù)據(jù)通過無線或有線的方式傳遞至支架電控系統(tǒng)并最終上傳至順槽監(jiān)控中心。
[0018]采煤機:通過遙控現(xiàn)場跟機操作，具備高精度空間位置檢測、記憶截割功能。同時具備智能保護及故障診斷功能。
[0019]視頻系統(tǒng):安裝在支架、順槽的視頻監(jiān)控系統(tǒng)可采集工作面全景作業(yè)實時視頻，并上傳順槽和地面監(jiān)控中心。
[0020]運輸機:刮板機在線監(jiān)測裝置可監(jiān)測刮板機、轉(zhuǎn)載機、破碎機的減速機油溫油位、冷卻水壓力、流量、電機軸溫等關(guān)鍵參數(shù)。
[0021 ] 供液系統(tǒng):內(nèi)部控制自成體系，同時又與順槽監(jiān)控中心實現(xiàn)集中控制。乳化栗變頻控制、乳化液在線監(jiān)測與自動配比、水處理自動控制、回液過濾壓差在線監(jiān)控等先進功能保證了支架的高可靠性。
[0022]語音閉鎖系統(tǒng):貫穿工作面及順槽，實現(xiàn)語音通信及緊急情況設(shè)備閉鎖。漏電、斷相、短路、過載等保護功能由開關(guān)直接實現(xiàn)。
[0023]順槽監(jiān)控中心提供網(wǎng)口及相關(guān)軟件接口實現(xiàn)與礦井管理系統(tǒng)集成。
[0024]綜采中央監(jiān)控系統(tǒng)特點有:
[0025]高度集成與模塊化
[0026]控制系統(tǒng)完全由三一自主研發(fā)制造，實現(xiàn)各子系統(tǒng)無縫集成，從最大程度上保證了控制系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間的有效匹配。
[0027]高安全、高可靠
[0028]電液控制系統(tǒng)采用I控3的配置方式(每3臺支架安裝I臺支架控制器)，支架控制器體積為259mmX87mmX 109mm，行業(yè)最小；配合支架遙控操作，支架控制器可安裝在前立柱后方，遠離煤壁，有效防止放炮對支架控制器造成的沖擊。
[0029]系統(tǒng)主要部件IP68防護等級，配置德國原裝進口電液閥，遠程遙控操作支架確保支架操作人員安全；除進行支架控制外還可實現(xiàn)工作面任意位置多點瓦斯、風(fēng)速、濕度檢測并與動力設(shè)備互鎖。支架下方人員檢測與自動功能失效互鎖。頂梁傾斜水平監(jiān)測功能防止采煤機截割頂梁。
[0030]高效、節(jié)能
[0031]支架自動跟機移架、自動噴霧提高采煤效率，乳化液供液變頻控制大幅節(jié)能。
[0032]易使用、易維護
[0033]集控系統(tǒng)采用全中文人機界面，實時監(jiān)測和故障自診斷，快速定位故障點并進行原因分析，易于使用、維護。
[0034]采煤機與支架之間數(shù)據(jù)傳遞無線方式
[0035]采煤機與支架之間數(shù)據(jù)傳遞采用無線方式，無需紅外傳感器，同時煤機動力電纜不再需要屏蔽雙絞線。
[0036]刮板機在線監(jiān)測
[0037]具備刮板機在線檢測裝置，檢測減速機油溫油位、冷卻水壓力、流量、電機軸溫、工作電流、電壓、絕緣等。
[0038]工作面視頻與數(shù)據(jù)上傳
[0039]每3臺支架安裝一臺紅外本安攝像機，全工作面視頻監(jiān)控，同時三機數(shù)據(jù)及實時視頻同步上傳地面監(jiān)控中心，實現(xiàn)與礦井信息系統(tǒng)集成。
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